Лекция 2 Коммутация каналов и пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ1. - презентация

1 Лекция 2 Коммутация каналов и пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ1

2 Коммутация каналов. История Появляются телефонные сети всемирного масштаба, телевизионные сети, радио сети, взрывное развитие вычислительной техники, появляются спутники связи. Появление телефонных (1878) и радио (1905) сетей существенно изменили технологии сбора и передачи информации. Возможности компьютеров, их размеры, технические характеристики растут с фантастической скоростью. Слияние компьютеров со средствами передачи данных коренным образом изменило представление об организации вычислительных систем. кафедра ЮНЕСКО по НИТ2

3 Элементарный канал Элементарный канал – это базовая техническая характеристика сети с коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное в пределах данного типа сетей значение пропускной способности. Любая линия связи в сети с коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу, принятому для данного типа сети. кафедра ЮНЕСКО по НИТ3

4 Элементарный канал Линии связи в сетях с коммутацией пакетов имеют разную пропускную способность. Выбирая линий связи с разными скоростными качествами, специалисты, проектирующие сеть, стараются учесть разную интенсивность информационных потоков, которые могут возникнуть в разных фрагментах сети. кафедра ЮНЕСКО по НИТ4

5 Элементарный канал Составной канал в сети с коммутацией каналов кафедра ЮНЕСКО по НИТ5

6 Составной канал Составной канал – это связь, построенная путем коммутации (соединения) элементарных каналов. Свойства составного канала: На всем своем протяжении состоит из одинакового количества элементарных каналов; Имеет постоянную и фиксированную пропускную способность на всем своем протяжении; Создается временно на период сеанса связи двух абонентов; На время сеанса связи все элементарные каналы, входящие в составной канал, поступают в исключительное пользование абонентов, для которых был создан этот составной канал; кафедра ЮНЕСКО по НИТ6

7 Составной канал Свойства составного канала: В течении сеанса связи абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не превышающей пропускную способность составного канала; Данные, поступившие в составной канал, гарантировано доставляются вызываемому абоненту без задержек, потерь и той же скоростью вне зависимости от того, существуют ли в это время в сети другие соединения или нет; После окончания сеанса связи элементарные каналы, объявляются освобожденными и возвращаются в пул распределяемых ресурсов для использования другими абонентами. кафедра ЮНЕСКО по НИТ7

8 Составной канал Процедура установления соединения – абонент посылает в коммутационную сеть запрос, в котором содержится адрес вызываемого абонента. Цель запроса – проверить, можно ли образовать составной канал между вызывающим и вызываемым абонентом. Отказ в установлении соединения. кафедра ЮНЕСКО по НИТ8

9 Составной канал кафедра ЮНЕСКО по НИТ9

10 Составной канал кафедра ЮНЕСКО по НИТ10

11 Неэффективность Сети с коммутацией каналов наиболее эффективно передают пользовательский трафик в том случае, когда скорость его постоянна в течении всего сеанса связи и максимально соответствует фиксированной пропускной способности физических линий связи сети. Пульсирующий характер работы сети; Компьютерный трафик. кафедра ЮНЕСКО по НИТ11

12 Коммутация пакетов Сети с коммутацией пакетов, состоят из коммутаторов, связанных физическими линиями связи. Передача данных в этих сетях происходит совершенно по-другому. Принцип функционирования сети с коммутацией пакетов: Представление информации, передаваемой по сети, в виде структурно отделенных друг от друга порций данных – пакетов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ12

13 Коммутация пакетов Каждый пакет снабжен заголовком, в котором содержится адрес назначения и другая вспомогательная информация, используемая для доставки пакета адресату. Дополнительное поле – контрольная сумма, размещается в конце пакета, которая позволяет проверить, была ли искажена информация при передаче через сеть или нет. Пакеты могут иметь фиксированную или переменную (установлены минимально и максимально возможные размеры пакетов) длину. кафедра ЮНЕСКО по НИТ13

14 Коммутация пакетов Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования линий связи и не с фиксированной заранее заданной скоростью. кафедра ЮНЕСКО по НИТ14

15 Коммутация пакетов Разбиение данных на пакеты кафедра ЮНЕСКО по НИТ15

16 Коммутация пакетов Передача данных по сети в виде пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ16

17 Коммутация пакетов Сглаживание трафика в сетях с коммутацией пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ17

18 Буферизация пакетов Главное отличие коммутаторов в сетях с коммутацией пакетов от коммутаторов в сетях с коммутацией каналов состоит в том, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов. Каждый пакет помещается во входной буфер. Свойство коммутатора: Сохранение с продвижением (store-and-forward). кафедра ЮНЕСКО по НИТ18

19 Буферизация пакетов Коммутатор может работать на основании одного их трех методов продвижения пакетов: Дейтаграммная передача; Передача с установлением логического соединения; Передача с установлением виртуального канала. кафедра ЮНЕСКО по НИТ19

20 Буферизация пакетов Буферы и очереди пакетов в коммутаторе кафедра ЮНЕСКО по НИТ20

21 Дейтаграммная передача Дейтаграммный способ передачи данных основан на том, что все передаваемые пакеты продвигаются независимо друг от друга на основании одних и тех же правил. Дейтаграмма – отдельный пакет, рассматриваемый сетью как независимая единица передачи. кафедра ЮНЕСКО по НИТ21

22 Дейтаграммная передача Дейтаграммный принцип передачи пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ22

23 Передача с установлением логического соединения Установление логического соединения - процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена пакетами. Параметрами логического соединения – называются параметры, о которых договариваются два взаимодействующих узла. Постоянные параметры; Переменные параметры. кафедра ЮНЕСКО по НИТ23

24 Передача с установлением логического соединения Передача без установления соединения кафедра ЮНЕСКО по НИТ24 Передача с установлением соединения

25 Передача с установлением виртуального канала Виртуальный канал (virtual channel) – единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющий конечные узлы в сети с коммутацией пакетов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ25

26 Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов Временная диаграмма передачи сообщения в сети с коммутацией каналов кафедра ЮНЕСКО по НИТ26

27 Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов Временная диаграмма передачи сообщения, разделенного на пакеты, в сети с коммутацией пакетов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ27

28 Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов Временная диаграмма передачи одного пакета в сети с коммутацией пакетов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ28

29 Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов Таблица сравнения сетей. кафедра ЮНЕСКО по НИТ29

30 ETHERNET - ТЕХНОЛОГИЯ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ кафедра ЮНЕСКО по НИТ30

31 Ethernet. Топология. Разделяемая среда. Коммутируемая сеть. кафедра ЮНЕСКО по НИТ31

32 Ethernet. Способ коммутации. Дейтаграммная коммутация. Кадр – единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet. Коммутатор Ethernet: Сетевые адаптеры - интерфейсы; Разделяемая среда – коммутационный блок. кафедра ЮНЕСКО по НИТ32

33 Ethernet. Адресация. Сетевой адаптер имеет уникальный аппаратный адрес (МАС-адрес, media access control). Адрес Ethernet является плоским числовым адресом, иерархия не используется. Поддерживаются: Адреса выборочной рассылки; Адреса широковещательный рассылки; Адреса групповой рассылки; кафедра ЮНЕСКО по НИТ33

34 Ethernet. Разделение среды. В сетях Ethernet на коммутаторах каждый канал является дуплексным каналом связи. В сетях Ethernet на разделяемой среде конечные узлы применяют специальный метод доступа с целью синхронизации единственного полудуплексного канала связи. Информационные потоки мультиплексируются в единственном передающем канале в режиме разделения времени. кафедра ЮНЕСКО по НИТ34

35 Ethernet. Кодирование. Адаптеры Ethernet работают с тактовой частотой 20 МГц; Передаются прямоугольные импульсы (нуль, один); Скорость передачи – 10 Мбит/с. кафедра ЮНЕСКО по НИТ35

36 Ethernet. Надежность. Подсчет контрольной суммы, передача ее в конце кадра. Если повторный подсчет контрольной суммы обнаруживает ошибку в данных – кадр отбрасывается. Повторная передача кадров протоком Ethernet не выполняется. кафедра ЮНЕСКО по НИТ36

37 Ethernet. Очереди. В сетях Ethernet на коммутаторах с помощью буферной памяти интерфейсов коммутатора. В сетях Ethernet на разделяемой среде отсутствуют. кафедра ЮНЕСКО по НИТ37

38 КОНЕЦ кафедра ЮНЕСКО по НИТ38